第一章非纯胶胶乳制品1.pdf

第一篇 原材料第一篇 原材料胶乳化学与工艺学22012-6-4第一篇 胶乳制品原材料第一篇 胶乳制品原材料n第一章原料胶乳第一章原料胶乳第一节 天然胶乳第二节 合成胶乳第三节 人造胶乳第四节 胶乳规格及试验方法n第二章胶乳用配合剂第二章胶乳用配合剂胶乳化学与工艺学32012-6-4第一章原 料 胶 乳第一章原 料 胶 乳n主要内容主要内容天然胶乳、合成胶乳及人造胶乳的制造方法、性质及性能；胶乳的稳定与去稳定、浓缩、保存、运输、改性等。n学习要求学习要求了解和掌握各种胶乳的性质和性能;熟悉并掌握影响胶乳稳定性的因素、浓缩方法、保存措施;了解胶乳的运输应采取的措施及对胶乳改性的方法。胶乳化学与工艺学42012-6-4第一节 天然胶乳第一节 天然胶乳(natural latex)一、天然胶乳的来源、生产概况；一、天然胶乳的来源、生产概况；二、天然胶乳的组成与非橡胶成分的作用；二、天然胶乳的组成与非橡胶成分的作用；三、天然胶乳的物理性质；三、天然胶乳的物理性质；四、天然胶乳的化学性质四、天然胶乳的化学性质五、天然胶乳的分类五、天然胶乳的分类六、天然胶乳的浓缩保存六、天然胶乳的浓缩保存七、天然胶乳的主要品种与性能；七、天然胶乳的主要品种与性能；八、天然胶乳的特点及应用范围八、天然胶乳的特点及应用范围胶乳化学与工艺学52012-6-4一、天然胶乳的来源、生产概况一、天然胶乳的来源、生产概况三叶橡胶树三叶橡胶树杜仲树杜仲树银胶菊银胶菊橡胶草橡胶草 天然胶乳天然胶乳世界上约有世界上约有2000种不同的植物可生产类似天然橡胶的聚种不同的植物可生产类似天然橡胶的聚合物，已从其中合物，已从其中500种中得到了不同种类的橡胶，但真正有实种中得到了不同种类的橡胶，但真正有实用用价值价值的的是是三叶橡胶树三叶橡胶树。n1、来源、来源胶乳化学与工艺学62012-6-4工业用的天然橡胶胶乳主要来源于巴西三叶橡胶树。巴工业用的天然橡胶胶乳主要来源于巴西三叶橡胶树。巴西三叶橡胶树原野生在南美的亚马逊河流域，现主要栽培西三叶橡胶树原野生在南美的亚马逊河流域，现主要栽培在东南亚地区。中国在在东南亚地区。中国在1904年开始引种天然橡胶树，到目年开始引种天然橡胶树，到目前我国海南、云南、广东、福建、广西等省区已拥有丰富前我国海南、云南、广东、福建、广西等省区已拥有丰富的橡胶资源，成为世界上主要产胶国之一。的橡胶资源，成为世界上主要产胶国之一。（1）三叶橡胶树三叶橡胶树：产物产物为顺为顺1,4-聚聚异戊异戊二二烯水烯水乳乳液液胶乳化学与工艺学72012-6-4割胶方法：割破树皮中的乳管（注：不要割破形成层）割胶方法：割破树皮中的乳管（注：不要割破形成层）割胶方式：单斜线式、双斜线式、割胶方式：单斜线式、双斜线式、V式式割胶频率：每天割、隔天割、三日割割胶频率：每天割、隔天割、三日割割胶时间：春天树叶转绿开割，冬天树叶变黄停割；割胶时间：春天树叶转绿开割，冬天树叶变黄停割；每天在太阳出山之前割胶完毕每天在太阳出山之前割胶完毕产量：树龄在产量：树龄在1020年产胶量大，一棵树年产干胶年产胶量大，一棵树年产干胶7kg左右，注射刺激剂或涂棕油，产量可提高。左右，注射刺激剂或涂棕油，产量可提高。采集方法：采集方法：胶乳化学与工艺学82012-6-4割胶割胶胶乳化学与工艺学92012-6-4胶乳收胶照片胶乳收胶照片胶乳化学与工艺学102012-6-4长江中、上游生长的木本植物，适合山区生长，我国长江中、上游生长的木本植物，适合山区生长，我国在河南省有大面积种植。在河南省有大面积种植。杜仲树的根、茎、叶中均杜仲树的根、茎、叶中均含有胶。含有胶。采集方法：采集方法：割下割下树树皮皮，用，用热水熬煮热水熬煮杜仲树适应杜仲树适应性强性强，可可种植种植范围范围大，用大，用途途广，广，医医用用功能材料功能材料，形状记忆材形状记忆材料料，工，工程材料程材料，高科技材高科技材料料，本，本身还是药材身还是药材。（2）杜仲树杜仲树：产物产物为反为反1,4-聚聚异戊异戊二二烯水烯水乳乳液液胶乳化学与工艺学112012-6-4（3）银胶菊银胶菊：产物产物为顺为顺1,4-聚聚异戊异戊二二烯水烯水乳乳液液银灰带绿色银灰带绿色的的灌灌木，木，高高1m，原产，原产墨墨西西哥哥，美国在，美国在“应应急急橡胶橡胶计划计划”中大中大力发展银力发展银胶胶菊菊，我国，我国1981年年由由中中科院武科院武汉汉植物植物所从所从美国引种培美国引种培育育，但其但其含胶含胶率低率低0.6 胶乳化学与工艺学712012-6-4n蒸蒸发发法法浓缩胶乳的特点浓缩胶乳的特点蒸蒸发发法法浓缩胶乳的浓浓缩胶乳的浓度度高高，总总固固体含体含量量可可高高达达80%；蒸蒸发发法法浓缩胶乳的浓缩胶乳的稳定稳定性性高高，所所有的非橡胶物质有的非橡胶物质均均留留在在胶乳中，胶乳中，又加又加入入了不了不挥发挥发的的稳定稳定剂；剂；制品制品收收缩缩小小，耐耐老老化性能化性能好好，可，可以以加加大大填充填充剂用剂用量量，适适用用于于填填料料较多较多的制品的制品和和涂涂胶制品，胶制品，如如再再生生革革、胶乳、胶乳沥沥青青、地地毯毯、黏黏合剂、胶乳合剂、胶乳水水泥泥等等方方面面。但胶乳制品但胶乳制品吸吸水水性性大大，透明度透明度低低，干干燥燥缓缓慢慢，耐耐电电性能性能较较差差，硫硫化化速度较速度较快快。胶乳化学与工艺学722012-6-47.1.4 电电滗滗法法浓缩浓缩法法n浓缩原理浓缩原理利用天然胶乳中橡胶粒子带阴电荷，通电时，带电粒子向阳极移动，并在该极板薄膜富集而分离，该法尚未有商品问世。n电电滗滗法法浓缩胶乳的特点浓缩胶乳的特点非橡胶成分少，纯度高，质量与离心法相似，可得到总固体含量为60-70%的浓缩胶乳，胶乳的机械稳定性高，但耗电多，成本高。胶乳化学与工艺学732012-6-4不同浓缩胶乳的组分和物性不同浓缩胶乳的组分和物性项目项目原胶乳原胶乳离心浓缩胶乳膏化浓缩胶乳蒸发浓缩胶乳离心浓缩胶乳膏化浓缩胶乳蒸发浓缩胶乳总固体含量总固体含量/%37.5-4160-6460-6572-75干胶含量干胶含量/%34.6-37.557.5-6258-6365-69氨含量氨含量/%0.8-10.5-0.70.6-0.8-pH值值10-10.510-10.510-10.5-黏度黏度/mPas4.0-5.530-5030-6095胶膜灰分含量胶膜灰分含量/%0.7-0.90.2-0.40.253.9-5.6胶膜水抽出物胶膜水抽出物/%3.0-71.0-2.31.2-2.510.5-11.5胶膜丙酮抽出物胶膜丙酮抽出物/%2.0-3.01.5-33.26胶乳化学与工艺学742012-6-4n过滤过滤法法 利用橡胶粒子与水分子的尺寸差异而负压脱水浓缩胶乳。胶乳的性质与离心法相似。n冷冻冷冻法法 短时冷冻胶乳使乳清凝固而与橡胶粒子分离的方法。取出冰块，再将胶乳融化。冷冻时稳定性下降，少用。n喷雾喷雾法法 特殊的蒸发法。先将胶乳用泵雾化，雾滴下落与塔底上升的热空气接触而使水分气化，将水分全部蒸发，制造全乳橡胶。7.1.5 其其他他浓缩浓缩方法方法胶乳化学与工艺学752012-6-47.2 胶乳的胶乳的自自然然凝凝固固n自自然然凝凝固固胶乳在没有任何去稳定剂的情况下，自己发生凝固的现象。n自自然然凝凝固固的的现现象象通常在割胶6-12h，新鲜胶乳就会产生变质而发生自然凝固。鲜胶乳粘度增加变稠外部出现小气泡内部出现小凝粒有臭味豆腐花状絮凝形成凝块胶乳化学与工艺学762012-6-4新鲜新鲜天然胶乳天然胶乳自自然然凝凝固固的原的原因因n细菌细菌分解胶乳中的蛋白质和糖类物质，产生酸，使胶乳的pH值下降，胶乳稳定性下降；n酶酶蛋白酶分解胶粒保护层中的蛋白质；凝固酶使蛋白质变性，引起蛋白质的溶解度大大降低。n金属金属离子离子（钙钙、镁镁离子离子）压压迫迫胶胶粒粒双双电电层层，电动电位降低，静电斥力减小；与胶胶粒粒保保护护层层的的蛋白蛋白质质和和高高级级脂肪酸脂肪酸皂皂反反应应，生成不溶于水的盐和皂类，使胶粒脱水；激激化化酶酶的的活活性性，增强酶对胶乳稳定性的破坏作用。n自自然然凝凝固固的的根根本本原原因因：是：是细菌和酶细菌和酶引引起起胶乳中非橡胶胶乳中非橡胶物质物质发发生生变变化的化的结结果果。胶乳化学与工艺学772012-6-47.3 天然胶乳的保存天然胶乳的保存n胶乳保存胶乳保存指指使使胶乳保胶乳保持持胶胶体体稳定稳定状态状态的的措施措施。通常采取加入保存剂的方法。n保存剂保存剂加加入入到胶乳中能到胶乳中能明明显显延延长长胶乳保存胶乳保存时间时间的物质的物质。n保存剂的作用原理保存剂的作用原理抑抑制胶乳中制胶乳中细菌和酶细菌和酶的的活活性，性，如如杀杀菌菌剂、剂、防防腐腐剂剂。提高提高胶乳胶乳离子离子的保的保护护层层作用，作用，如加氨如加氨、碱碱、亲亲水水胶胶体体、稳定稳定剂剂胶乳化学与工艺学782012-6-4n理理想想保存剂的保存剂的条件条件保存效果好；毒性低；使用方便、不易出差错，设备简单，节约时间；用量少，价格便宜；对制品工艺和产品性能没有不良影响；货源充沛，并立足于本国。n常常用保存剂的种类用保存剂的种类（按按所所起起的作用分类的作用分类）氨、甲醛、亚硫酸钠、碳酸钠、中性硫酸羟胺、硼酸胶乳化学与工艺学792012-6-47.3.1 氨保存胶乳氨保存胶乳n胶乳的pH值对它的稳定性有很大影响。在新鲜天然胶乳中加入氨或碱，使pH升高至10-10.5，可长期保存胶乳，一般胶乳的pH值高，稳定性好，但太高则可能使胶乳增稠。n碱碱是应用最早的保存剂，主要是KOH，但碱残留在胶乳中会产生一系列副作用，因此目前应用最广的保存剂是氨氨，氨作为保存剂，既可以提高胶乳的pH值，增加电动电位，又可以抑制细菌和酶的活性。胶乳化学与工艺学802012-6-4n氨氨保存胶乳的保存胶乳的优优点点抗抗凝凝固固保存保存效果效果明明显显n抑制细菌的生长和酶的活性；n增加胶粒表面的电动电位；n与胶粒表面的高级脂肪酸作用形成铵皂起保护作用；n与胶乳中的Mg2+形成铵镁沉淀，降低Mg2+的去稳作用。溶溶解解胶乳中的胶乳中的粘粘性性体体，降低降低胶乳的胶乳的粘度粘度；易除去易除去，无无残留残留，对对胶乳的浓缩、胶乳的浓缩、加工加工及制品性能及制品性能无无不不良良影响影响；无无毒毒、无无其其他他副副作用作用。胶乳化学与工艺学812012-6-4n氨氨保存胶乳的保存胶乳的缺缺点点氨有强烈的刺激气味，不利于环保要求；对于抗氨性细菌的防护效果较差；氨对胶乳粒子保护层的蛋白质有缓慢水解的作用；氨对胶乳中的氧化锌用量有影响。胶乳化学与工艺学822012-6-4n氨氨保存胶乳的种类保存胶乳的种类（按按照照氨氨含含量量分类分类）高氨保存胶乳HA（0.7%）中氨保存胶乳（0.3-0.6%）低氨保存胶乳（0.2%）：n低氨低氨组合保存剂组合保存剂氨氨+甲醛甲醛n甲醛：杀菌效果好；与蛋白质形成络合物，提高胶乳稳定性；单独用保存效果差；氨氨（0.2%）+硼硼酸酸（0.2-0.25%）+月桂月桂酸酸铵铵（0.05%）n硼酸：杀菌、防腐作用；氨氨（0.1%）+五五氯酚钠氯酚钠（0.3%）胶乳化学与工艺学832012-6-47.3.2 胶乳的胶乳的复复合保存剂合保存剂n复复合保存剂合保存剂由两种或两种以上的保存剂组成的胶乳保存体系，又叫长效保存剂。n复复合保存剂组合、用合保存剂组合、用法法及用及用量量在复合保存体系中，一般都有氨，且是作为第一保存剂而存在。其作用是：提高胶乳的PH值，增加胶粒所带阴电荷，提高电位。其它药物作为第二、三保存剂，起杀菌剂、毒酶剂和胶体稳定剂等作用。胶乳化学与工艺学842012-6-4n复复合保存剂的组合合保存剂的组合：NH3+TT/ZnO(TT为二硫化四甲基秋兰姆)NH3+ZDC/ZnO（ZDC为二乙基二硫代氨基甲酸锌）NH3+SDC/ZnO（SDC为二乙基二硫代氨基甲酸钠NH3+TU（硫脲）NH3+Na2SNH3+HNS（中性硫酸羟胺）胶乳化学与工艺学852012-6-4八、天然胶乳的主要品种八、天然胶乳的主要品种按使用性能和用途天然胶乳可分为下列三类：按使用性能和用途天然胶乳可分为下列三类：天天然然胶胶乳乳通通用胶乳用胶乳特特种胶乳种胶乳改改性性胶乳胶乳离离心心浓浓缩缩胶乳胶乳膏膏化化浓浓缩缩胶乳胶乳蒸蒸发发浓浓缩缩胶乳胶乳高高浓浓度度胶乳、胶乳、纯纯化化胶乳、胶乳、恒恒粘粘胶乳、胶乳、耐寒耐寒胶乳胶乳接枝接枝胶乳、胶乳、羟羟氨氨胶乳、胶乳、肼肼-甲醛甲醛胶乳、胶乳、环氧环氧化化胶乳胶乳胶乳化学与工艺学862012-6-48.1 纯纯化胶乳化胶乳(两次两次离心离心胶乳胶乳)n生产生产方法方法根据胶乳中的非橡胶物质非橡胶物质大大多多数数分分布在布在乳乳清清相相和小和小胶胶粒粒中非胶物质中非胶物质含含量量较多较多的特点，将氨保存鲜胶乳先先离离心心一一次次，再加约一倍清水稀释稀释此离心胶乳，然后第二第二次次离心离心，进一步除去非胶物质。这样所得的浓缩胶乳，用0.7%氨保存，叫做纯化胶乳，也称为两次离心胶乳。胶乳化学与工艺学872012-6-4n特性特性纯化胶乳的总干差不到一次离心胶乳的一半，胶乳胶乳纯纯度度高高，非橡胶成分非橡胶成分明明显显减减少少；胶膜颜色浅，吸水性低，电绝缘性高。n用用途途用于性能要求性能要求较较高高的的浸浸渍渍制品制品，电工手套、安全套、医用手套等，及透水性小、耐电性能高的制品，如海底电缆等。胶乳化学与工艺学882012-6-48.2 高高浓浓度度胶乳胶乳n定定义义干胶含量（DRC%67.0）高，实验室规模可达97%。n生产生产方法方法蒸发法、一次离心法、二次离心法、膏化后再离心法。二次离心的方法：先以大调节管和长调节螺丝（离心机部件）离心加氨鲜胶乳，以获得干胶含量50%55%的浓缩胶乳。再加入0.03%左右的月桂酸铵改善胶乳稳定性，停放8 h16 h，然后以小调节管和短调节螺丝作第二步离心，如此获得干胶含量为67%的高浓度胶乳。胶乳化学与工艺学892012-6-4n高高浓浓度度胶乳的特性胶乳的特性高浓度胶乳的优点是KOH值值低低、非橡胶成分非橡胶成分含含量量少少、机机械稳定械稳定性性高高、粘度粘度高高；加工性能与离心胶乳相似，制造海绵时收缩率低，用作浸渍制品时，可不用或少用增稠剂，沉积速度和干燥快，胶膜吸水性较低。n高高浓浓度度胶乳的用胶乳的用途途用途：可作为膏化和蒸浓浓缩胶乳的代用品，用于制造胶粘剂，海绵制品，浸渍制品等。胶乳化学与工艺学902012-6-48.3 羟胺改羟胺改性胶乳性胶乳n生产生产方法方法在刚离心出来的浓缩天然胶乳中加入0.15%的中性中性硫硫酸酸羟胺羟胺或盐酸盐酸羟胺羟胺，可以防止橡胶在贮存过程中由于醛基反应导致的粘度增加。又称恒恒粘粘胶乳胶乳，低低塑塑胶乳胶乳。n特性特性羟胺胶乳的粘度粘度显显著著降低降低，硫硫化胶的化胶的定伸定伸应应力力较较低低，其它方面与普通离心天然胶乳相似。胶乳化学与工艺学912012-6-4n用途用途胶黏剂胶黏剂：羟胺改性胶乳的主要用途羟胺改性胶乳的主要用途。用羟胺处理的高浓度天然胶乳（HRF），已正式生产并应用于需要快速粘合的场合。模制海绵模制海绵：海绵的收缩率较小，压缩模量显著降低。手套和探空气球手套和探空气球胶乳化学与工艺学922012-6-48.4 预预硫硫化胶乳化胶乳n生产生产方法方法将加有稳定剂的离心浓缩胶乳与硫化剂胶状分散体配合，加热至所需温度和规定时间，使胶胶粒粒内的橡胶分内的橡胶分子子交交联联达达到到所所要求的要求的交交联联密密度度，然后再通过澄清离心机除去剩余的硫化助剂而成。n用用途途浸渍制品（各种手套，气球等），胶粘剂，模铸制品，地毯背衬。胶乳化学与工艺学932012-6-4n特性特性大部分商品预硫化胶乳总固体含量为60%，氨含量0.6%，pH值为10.5，粘度与未硫化前类似；胶乳胶乳稳定稳定性性高高，原因：加工条件及补入稳定剂，可配合填充剂。胶胶膜膜的的拉拉伸伸强度强度高高，抗抗老老化性能化性能好好，交联结构分布均匀有关。应用应用时时一一般般可不可不必必再再硫硫化，化，成型后仅需干燥便可获得硫化胶膜。综合物理性能比配合胶乳再后硫化的产品差些。胶乳化学与工艺学942012-6-48.5 天天甲甲胶乳胶乳（MG胶乳胶乳）n生产生产方法方法在胶乳状态下将甲甲基丙基丙烯烯酸酸甲甲酯酯接枝到天然橡胶上得到胶乳。现有产品主要有Heveaplus MG 30和Heveaplus MG 49两种，接枝的单体量分别是干胶量的30%和和49%。n特性特性接枝甲基丙烯酸甲酯后对橡胶有补强作用，表现在：胶乳薄膜韧性，硬度，且不损害其拉伸强度。胶膜耐磨，耐疲劳，抗屈挠龟裂性能，耐光，耐热老化性，耐烃类溶剂性能。胶乳化学与工艺学952012-6-4n用用途途粘粘合剂合剂：分子中含有极性的聚甲基丙烯酸甲酯和非极性的橡胶烃，可粘合不同性能的材料。补补强强剂剂或或硬硬化剂化剂，用于改善浸渍制品的耐撕裂和耐穿刺性能；生产生产纯纯胶制品胶制品：胶胶管管，海绵海绵。胶乳化学与工艺学962012-6-48.6 耐寒耐寒天然胶乳天然胶乳n生产生产方法方法在离心浓缩胶乳中加入0.2%的的水水杨杨酸酸钠钠与与0.25%的的月月桂桂酸酸铵铵作稳定剂制成的胶乳。n特性特性耐寒胶乳的冷冻温度较低，抗抗冷冻冷冻去稳定去稳定能能力力提高提高，能够抵抗中等程度的冷冻和融解，其他性质与普通浓缩胶乳基本相同。n用用途途优异的耐寒性能，专供寒冷地区使用。胶乳化学与工艺学972012-6-48.7 肼肼-甲醛胶乳甲醛胶乳n生产方法生产方法高氨胶乳加固定碱（通过充气除氨）NH3%降至0.1%-0.2%加足量甲醛（中和残余的NH3及同肼反应所需量），然后恒速搅拌加入水合肼（温度上升）约15-20min可获得肼肼-甲醛树脂补甲醛树脂补强胶乳。强胶乳。n特性特性生胶膜的黏度大；硫化胶膜硬度较大，定伸应力、拉伸强度、抗撕裂强度提高，抗溶剂性能提高。n用途用途适合于天然胶乳一般的用途，包括海绵、胶粘剂、地毯背衬、浸渍制品等。胶乳化学与工艺学982012-6-48.8 阳阳离子离子胶乳胶乳n生产生产方法方法一种方法是先加水稀释胶乳，再加入干胶含量5%的阳离子皂（如溴化十六烷基三甲铵）充分搅拌，便能得到带正电荷的胶粒，制成阳离子胶乳；另一种方法是先在胶乳中加入干胶含量2%的平平加O（优良的胶乳稳定剂，环氧乙烷/脂肪醇缩合物），提高其稳定性，再加酸（甲酸或乙酸）将其pH值调至3-4，同样可得到阳离子胶乳。n特性及用特性及用途途特性：胶胶粒粒表面表面带带正正电电荷荷。用途：1）用于带阴电荷织物的浸胶；2）用于与其它阳性乳浊液顺利混合：胶乳沥青，胶乳水泥；3）制无纺布。胶乳化学与工艺学992012-6-48.9 环环氧氧化胶乳化胶乳n生产原理生产原理天然胶乳在加热条件下与环氧化试剂（一般采用过氧乙酸）反应，以在在橡胶分橡胶分子子主主链链双双键键上上引入引入环环氧基氧基改改性性而而得得到的胶乳到的胶乳。是近年来一系列化学改性天然胶乳中最成功的一种。n特性特性天然胶乳环氧化后，不饱和度降低，具有优异气气密密性、性、耐耐油油性、性、抗抗湿湿滑滑性性，胶膜耐老化性和硬度提高。目前已商品化的产品有环氧化率为10%、25%、50%和75%四个品种。环氧化率为50%的胶乳，胶膜的气密性与溴化丁基橡胶相当，耐油性和32%丙烯腈含量的丁腈橡胶相当。胶乳化学与工艺学1002012-6-4用用 途途n干干胶可制作胶可制作防防湿湿滑滑轮胎胎轮胎胎面面、内、内胎胎胎胎面面、内、内胎胎等等；利利用其用其优优良良的的抓抓着着性可制作性可制作各各种种运动运动鞋鞋、球球鞋鞋和和安安全全鞋鞋底底；用作；用作耐耐油油制品，特制品，特别别是是ENR-50适适合制作合制作耐耐油油制品、制品、高高撕撕裂裂强度强度的制的制品品。n高高气气密密性的胶乳制品性的胶乳制品（如如8l型型手套手套）及及耐耐油油制品制品;n粘粘合剂合剂：ENR有有着着优优良良的的粘粘合性能，有可能作合性能，有可能作为为一种一种新新型型的的橡胶橡胶粘粘合剂合剂使使用用。n但但在在应用应用于于乳胶制品乳胶制品方方面面，尚需尚需解解决决如如何何提高提高ENR胶乳的胶乳的总总固固体含体含量量、乳、乳液液酸度酸度、寻找良寻找良好好的的凝凝固固剂剂以以及及提高提高其成其成膜膜性性能能等多等多方方面面的的问题问题。胶乳化学与工艺学1012012-6-48.10 低低蛋白蛋白质天然胶乳质天然胶乳n生产生产方法方法天然胶乳中蛋白质含量为为0.0150.035，通过采用多次离心或酶处理工艺等脱除其中的蛋白质，可制得低低蛋白蛋白质质含含量量(低于原含量的1/4)的天然胶乳。n特性特性吸水性低，良好的模量稳定性和热周期应力松驰特性，蠕变值低，永久变形小，绝缘性好。n用用途途海底电缆、耐高压电工手套、支承垫、密封件和防振垫等。用于制造对人体组织反应小的医用保健材料及器具，如医用手套、导尿管、伤口引流管、胃肠导管、安全套、通气软管等。胶乳化学与工艺学1022012-6-4九九、天然胶乳的特点及应用范围、天然胶乳的特点及应用范围9.1 天然胶乳的天然胶乳的优优点点综综合性能合性能优优异异n工工艺艺加工加工性能性能成膜性能好，湿凝胶强度高，易于硫化。n制品性能制品性能具有优良的弹性，较高的强度，较大的伸长率和较小的蠕变。胶乳硫化胶膜性能：n拉伸强度/Mpa:32.34 300%定伸应力/Mpa:1.20 n断裂伸长率/%：850 撕裂强度/N/mm:10 n松弛模量/Mpa：0.62 永久变形/%：2.5 胶乳化学与工艺学1032012-6-49.2 天然胶乳的缺点天然胶乳的缺点n变异性大变异性大天然胶乳是生物合成的产物，易受胶树品种、树龄、天然胶乳是生物合成的产物，易受胶树品种、树龄、产地、物候、季节、割胶制度等因素影响。产地、物候、季节、割胶制度等因素影响。n蛋白质含量高，对制品性能影响较大蛋白质含量高，对制品性能影响较大容易导致天然胶乳制品的吸湿性、导电性、生热性等性能劣化；更为严重的是引起天然胶乳制品接触性过敏症。胶乳化学与工艺学1042012-6-49.3 天然胶乳的应用范围天然胶乳的应用范围n天然胶乳的应用范围天然胶乳的应用范围极极大大，大部大部分的分的纯纯胶制品胶制品（浸浸渍渍制制品、品、压压出出制品、制品、海绵海绵制品、制品、模铸模铸制品制品）可用天然胶乳生可用天然胶乳生产，产，很很多多非非纯纯胶制品胶制品也也可应用天然胶乳可应用天然胶乳。n天然胶乳天然胶乳在在各各种胶乳制品的应用种胶乳制品的应用情情况况：制品种类制品种类百百分分比比（%）制品种类制品种类百百分分比比（%）浸渍制品36 压出胶丝15模制海绵12 胶粘剂9地毯工业（背衬，衬底）9 兽鬃海绵，椰棕海绵5皮革板3 杂品（其它）11胶乳化学与工艺学1052012-6-4第二节 合成胶乳第二节 合成胶乳一、合成胶乳的概况一、合成胶乳的概况二、橡胶类胶乳二、橡胶类胶乳三、树三、树脂脂类胶乳类胶乳胶乳化学与工艺学1062012-6-4一、合成胶乳的概况一、合成胶乳的概况n合成胶乳一合成胶乳一般般是是由由单单体体通通过过乳乳液液聚合聚合法法制成的聚制成的聚合物合物粒子粒子的的水水分分散体散体，然，然后后采采用用酸酸膏膏化化法法、附附聚聚法法等等方法方法使使橡胶橡胶粒子粒子增增大大而而得得以以浓缩浓缩。n合成胶乳主要用合成胶乳主要用于于非非纯纯胶制品，胶制品，少少量量用用于于海绵海绵等等纯纯胶制品胶制品。胶乳化学与工艺学1072012-6-41.1 合成胶乳的合成胶乳的发发展展n最最早早出现出现的的商商品合成胶乳品合成胶乳是是氯氯丁丁胶乳，约胶乳，约在在1934年年就就有有市售市售氯氯丁丁胶乳；胶乳；n在在第二第二次次世界世界大大战末战末，开开始始开开发发一一系列系列合成胶乳，合成胶乳，1942年开年开发发出出了了羧羧基基胶乳；胶乳；n20世世纪纪50年年代代初初又又开开发发了了人人造造胶乳；胶乳；n到到70年年代代几乎几乎所所有合成橡胶有合成橡胶都都有有相相应的合成胶乳；应的合成胶乳；n近近30年年来，合成胶乳得到了来，合成胶乳得到了迅迅速速发发展展，国外国外合成胶合成胶乳的用乳的用量量已已占全占全部部胶乳用胶乳用量量的的70%。胶乳化学与工艺学1082012-6-4合成胶乳用合成胶乳用量量增增长迅长迅速速的原的原因因：天然胶乳供不应求；能赋予制品以某些特殊性能，如耐油性、耐老化性、耐热性等；石油化学工业的高速发展，为合成橡胶及胶乳提供大量价廉的原料。胶乳化学与工艺学1092012-6-41.2 合成胶乳的生产方法合成胶乳的生产方法1.2.1 间歇乳液聚合间歇乳液聚合n聚合方法聚合方法首先向反应器中加入规定量的分散介质水、乳化剂、单体、引发剂及其他各种所需要的添加剂，升温至反应温度，聚合开始，达到所要求的单体转化率后，经降温、过滤、浓缩，即得到了所需要的聚合物乳液。n优点优点胶粒直径尺寸分布窄，成膜性和流变性好；设备简单，操作方便，生产灵活性大，适用于小批小批量、多品种的精细产品生产量、多品种的精细产品生产。胶乳化学与工艺学1102012-6-4n缺缺点点聚合过程会出现前期和后期反应不均衡，导致反应失控；由于单体的竞聚率不同，使反应前期和后期得到的聚合物组成不同，影响产品质量；单体一次性投入，不仅易形成大粒径聚合物颗粒，而且易使胶粒聚结而形成凝胶，降低体系的稳定性；能量利用不合理；（开始升温由于反应放热而需降温反应末期升温提高反应速率）只能制备具有均相胶粒结构的聚合物乳液。胶乳化学与工艺学1112012-6-41.2.2 半半连续连续乳乳液液聚合聚合n聚合聚合方法方法首先将部部分分单体和引发剂、乳化剂、分散介质水等组分投入反应釜中，聚合到一聚合到一定定程程度以后度以后，再再把把余余下下的单体，或引发剂、还原剂等在一定的时间间隔内按照一定的策略连续的加入到反应器中继续进行聚合，直至达到所要求的转化率。n特点通过加料速度控制反应速度，防止反应放热高峰的出现；通过控制单体的加入可有效控制聚合物的共聚组成；所得聚合物分子量较小，分布较宽；（胶粒内单体浓度低）所得聚合物支化度偏高；（胶粒内聚合物浓度高）聚合体系稳定性较高；。应用应用广泛广泛胶乳化学与工艺学1122012-6-41.2.3 连续连续乳乳液液聚合聚合n聚合聚合方法方法在连续操作乳液聚合过程中，反应物料物料连续连续的的输输入入，产产物物连续连续的的输输出出，可在一个相当长的时间内维持稳定状态，产品质量可以提高，生产规模可以很大。连续乳液聚合反应器主要有两类：一类是釜式反应器，另一类是管式反应器，在工业生产中多釜连续反应器应用较多。胶乳化学与工艺学1132012-6-4n特点特点丁苯橡胶、氯丁橡胶等聚合物的连续乳液聚合过程已实现工业规模生产。在大规模生产中，连续聚合越来越受到人们的重视，目前正在发展之中。易发生粘粘釜釜和和挂挂胶的胶的体体系系（凝凝聚聚现现象象），不宜采用连续聚合。胶乳化学与工艺学1142012-6-41.3.1 合成胶乳分类合成胶乳分类合成胶乳合成胶乳合成橡胶胶乳合成橡胶胶乳：SBRL、CRL、NBRL、IIRL合成树合成树脂脂乳乳液：液：PVC乳乳液液、PVA乳乳液液合成胶乳合成胶乳通通用合成胶乳用合成胶乳特种合成胶乳特种合成胶乳丁丁苯苯胶乳胶乳丁丁腈腈胶乳胶乳氯氯丁丁胶乳胶乳普普通通丁丁苯苯胶乳胶乳高高苯苯乙乙烯丁烯丁苯苯胶乳胶乳高高固固丁丁苯苯胶乳胶乳羧羧基基胶乳胶乳丁（丁（苯苯）吡吡胶乳胶乳聚聚硫硫胶乳胶乳氟氟橡胶胶乳橡胶胶乳硅硅橡胶胶乳橡胶胶乳1.3 合成胶乳的分类与合成胶乳的分类与命名命名胶乳化学与工艺学1152012-6-41.3.2 合成胶乳的命名方法合成胶乳的命名方法n合成胶乳的品种牌号一般是根据共聚单体含量、总固体含合成胶乳的品种牌号一般是根据共聚单体含量、总固体含量、乳化剂种类以及有无羧酸改性等特性参数划分。量、乳化剂种类以及有无羧酸改性等特性参数划分。n根据根据ZBG34001-87合成胶乳命名及牌号规定合成胶乳命名及牌号规定，合成胶合成胶乳的命名是按其化学组成用英文词头字母表示。为了把合乳的命名是按其化学组成用英文词头字母表示。为了把合成胶乳与合成橡胶区别开，在表示化学组成的英文词头后成胶乳与合成橡胶区别开，在表示化学组成的英文词头后面再附英文字母面再附英文字母“L”（Latex），而在前冠以字母），而在前冠以字母“X”的表的表示羧基。示羧基。胶乳化学与工艺学1162012-6-4n各各种合成胶乳种合成胶乳命名命名如如下下：ABRL 丙丙烯烯酸酸、丁丁二二烯烯胶乳胶乳SBRL丁丁苯苯胶乳胶乳BRL 丁丁二二烯烯胶乳胶乳SCRL苯苯乙乙烯烯氯氯丁丁二二烯烯胶乳胶乳CRL 氯氯丁丁胶乳胶乳XNBRL 羧羧基基丁丁腈腈胶乳胶乳IIRL 丁丁基基胶乳胶乳XSBRL 羧羧基基丁丁苯苯胶乳胶乳IRL 异戊异戊二二烯烯胶乳胶乳XCRL羧羧基基氯氯丁丁胶乳胶乳NBRL 丁丁腈腈胶乳胶乳EPML乙乙丙丙胶乳胶乳PBRL 丁丁吡吡胶乳胶乳EPDML 三三元元乙乙丙丙胶乳胶乳PSBRL丁丁苯吡苯吡胶乳胶乳XBRL羧羧基基丁丁二二烯烯胶乳胶乳胶乳化学与工艺学1172012-6-4化化学学组组成成英文英文缩缩写写+L 17数字数字 07数字数字 1或或2个英文字母个英文字母胶乳中胶乳中聚聚合物合物胶乳胶乳总总固固体体含含量量结结合合共共聚聚单单体体含含量量主要用主要用途途SBRLCRLNBRLBRLEPDMLXNBRLIIRLIRL1：20.0%2：20%29.9%3：30%39.9%4：40%49.9%5：50%59.9%6：60%69.9%7：70%0：无共无共聚聚单单体体1：20.0%2：20%29.9%3：30%39.9%4：40%49.9%5：50%59.9%6：60%69.9%7：70%A:通通用用型型B:地地毯毯工业用工业用C:造纸造纸工业用工业用D:海海绵制品绵制品用用E:纺织纺织工业用工业用F:胶乳胶乳制品制品用用G:胶胶黏剂黏剂用用H:印染印染工业用工业用I:涂涂料料工业用工业用另另外外，还还利利用用增加增加两两个个数数字字及有及有关关的的后后缀字母缀字母的的办办法法以以扩扩大大命名命名范围范围。胶乳化学与工艺学1182012-6-41.4 合成胶乳的应用合成胶乳的应用合成胶乳的合成胶乳的消耗消耗量量比比例例：制品种类制品种类占全占全部部合成胶乳的合成胶乳的百百分分比比（%）地地毯毯工工业业67纺纺织织物物11.5海绵海绵8.0浸浸渍渍制品制品5.0造纸造纸工工业业3.4轮胎轮胎工工业业1.6胶胶粘粘剂剂1.0其其它它2.5 n用用途途：主要用主要用于于非非纯纯胶制品，胶制品，少少量量用用于于纯纯胶制胶制品品。胶乳化学与工艺学1192012-6-4二、合成胶乳的性质二、合成胶乳的性质2.1 合成胶乳的合成胶乳的基基本本性质性质n总总固固体含体含量量一一般般胶乳的胶乳的总总固固体含体含量为量为40%-45%，高高浓浓度度可可达达63%-74%。n相相对对密密度度 根根据据商商品品规规格格，一，一般般胶乳的胶乳的相相对对密密度小度小于于1。npH值值 取取决决于于聚合聚合时时所所用的乳化剂用的乳化剂。用用脂肪酸盐脂肪酸盐、歧歧化化松香松香酸盐酸盐作乳化剂作乳化剂时时，产品的，产品的pH值为值为10-11；用用磺磺酸酸系系或或硫硫酸醚酸醚系系作乳化剂作乳化剂时时，产品的，产品的pH值为值为8-9；用用羧羧酸酸改改性性者者，产品的，产品的pH值值小小于于7。n粘度粘度粘度粘度与与总总固固体含体含量量、胶乳、胶乳粒径粒径分分布布及及电解电解质质等等有有关关。一一般般薄薄膜膜用胶乳要求浓用胶乳要求浓度度高高、粘度粘度低低。胶乳化学与工艺学1202012-6-4n表面表面张张力力取取决决于于乳化剂的乳化剂的量量，用，用途途不同的胶乳有不同的胶乳有各各种不同种不同的的表面表面张张力力，薄薄膜膜用胶乳用胶乳表面表面张张力力为为30-40mN/mn粒径粒径及其分及其分布布薄薄膜膜用胶乳的用胶乳的粒径粒径大（大（0.15-3.0um）、分、分布布宽宽，帘帘线线浸浸胶用胶乳胶用胶乳粒径小粒径小（0.05-0.1um）、分、分布布窄窄，其其它它用用途途胶乳的胶乳的粒径粒径一一般般为为0.05-0.20um。n残留残留单单体含体含量量根根据据共共聚物的不同，其胶乳中聚物的不同，其胶乳中相相应应会会含含有不有不同的同的残留残留单单体体。一一般般残留残留的的单单体越少越体越少越好好。n皂皂覆盖覆盖率率 胶胶粒粒表面表面吸附吸附的乳化剂的乳化剂占粒子占粒子表面表面积积的的百百分分数数。n皂皂/胶胶比比 使使干干胶胶含含量为量为100份份的胶乳保的胶乳保持持稳定稳定所所需需要的乳化要的乳化剂的剂的最最低低质质量量份份数数。该该值大值大，胶乳，胶乳稳定稳定性性差差。胶乳化学与工艺学1212012-6-42.2 合成胶乳与天然胶乳的差异合成胶乳与天然胶乳的差异n合成胶乳合成胶乳是一个多组分的分散体系，分散相为高高聚物粒子聚物粒子，分散介质为水水，其它组分如引发剂、引发剂、乳化剂、调节剂乳化剂、调节剂等分布在两相之中。n合成胶乳与天然胶乳有相同点：合成胶乳与天然胶乳有相同点：都是表面活性剂所稳定的胶体分散体系，粒子一般都带有电荷，都有布朗运动和结构粘度。胶乳化学与工艺学1222012-6-4合成胶乳与天然胶乳的不同点合成胶乳与天然胶乳的不同点n1.变异变异性性小小，质，质量量较较一一致致：组成，组成，黏黏度度，胶，胶粒粒大大小等小等可可在在生产生产过过程程中中加加以以调调控控。n2.胶胶粒小粒小（一一般般为为几十几十至至几几百百nm），分，分布布窄窄（胶胶粒度粒度均均匀匀一一致致），胶乳，胶乳稳定稳定性性高（高（稳定稳定剂剂量量多多），乳，乳液液聚合要求聚合要求有有较较高高的聚合的聚合速速率率和较和较高高的的稳定稳定性，性，因因而而加加皂皂量量较多较多所所致致。n3.胶胶粒吸附粒吸附层层饱饱和度和度（乳化剂乳化剂覆盖覆盖胶胶粒粒表面表面的的程程度度）较较低低（10-70%），与乳化剂性质，与乳化剂性质，数数量量等等有有关关。n4.浓缩浓缩方法方法特特殊殊。胶乳化学与工艺学1232012-6-4n5.胶胶膜膜干干燥燥时间时间长长，吸吸水水性性较强较强，其，其含含水水溶溶性性肥肥皂皂较多较多之之故故。n6.不不易易腐腐败败变变臭臭。合成胶乳中不合成胶乳中不含含有其有其它它的非橡胶组分的非橡胶组分。n7.湿湿凝凝胶胶强度强度及及薄薄膜膜强度较强度较低低，可能与胶，可能与胶粒小粒小且且乳化剂与乳化剂与聚合物聚合物比比率高率高等等因因素素有有关关。n8.品种品种多多，专专用性能用性能好好。胶乳化学与工艺学1242012-6-4三、合成胶乳的浓缩三、合成胶乳的浓缩n浓缩的浓缩的目目的的由乳液聚合制得的胶乳，总固体含量在28%左右，平均粒径在40-80nm，而一般商品的总固体含量是60-74%，因此需将聚合得到的胶乳进行浓缩。通常胶乳平均粒径越大、分布范围越宽，在给定浓度下的流动性越好。合成胶乳合成胶乳粒子小粒子小，粒径粒径分分布布窄窄，浓缩时当TS%不到50%时已极其粘稠，很很难难进进一一步步提高提高浓浓度度。n浓缩浓缩前前需先需先将将合成胶乳合成胶乳粒径粒径增增大。大。胶乳化学与工艺学1252012-6-43.1 合成胶乳的合成胶乳的颗颗粒粒增增大大技术技术n附附聚的聚的含含义义使胶乳不稳定化，胶乳由小小颗颗粒附粒附聚成聚成较较大大的的颗颗粒粒，从而增增大大胶胶粒粒尺寸尺寸。n附附聚的聚的目目的的附聚后胶乳颗粒增大，总表面积减小，表面张力降低，胶粒表面吸附的乳化剂增多，胶乳稳定性提高，浓缩时可达到较高的浓度。胶乳化学与工艺学1262012-6-4n附附聚的聚的方法方法附附聚聚方方法法化化学学附附聚：聚：化化学学附附聚聚剂剂物物理理附附聚聚冷冻附冷冻附聚法聚法压压力力附附聚法聚法机械附机械附聚法聚法工工业业规规模模应用应用少少小小分子分子附附聚聚剂剂高高分子分子附附聚聚剂剂无无机机盐盐醋醋酸酸酐酐有有机机溶溶剂剂亲水聚亲水聚合物合物高高分子分子乳乳液液胶乳化学与工艺学1272012-6-43.1.1 冷冻附聚冷冻